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※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
導入
タイヤは、製品の製造と機能を支援するいくつかの反応性化学添加剤で構成される複雑な消費財です。これらの配合された化学添加剤は、製造ライフサイクル段階でゴム硬化プロセスによって変化します。その後、残りの添加剤と変換生成物は、耐用年数 (タイヤ使用) 段階で、タイヤと道路表面の間の摩擦から形成されるタイヤおよび道路摩耗粒子 (TRWP) の成分としてタイヤ トレッドから放出されます (Kreider et) al. 2010）。 TRWP にはタイヤのトレッドと舗装の付着物が含まれており、タイヤのトレッドから土壌や堆積物の生態系に放出されると、非生物的な風化やその他の環境変化プロセスにさらされます。耐用年数が終了する段階では、土壌または堆積物中の TRWP の添加剤とその変換生成物が浸出するか、環境的に利用可能 (生体アクセス可能) になり、その後周囲の生態系に放出される可能性があります。そのため、水生および堆積生態系におけるタイヤ化学添加剤の製造から使用終了までの運命と変化を研究することに関心が集まっています (Unice et al. 2015)
ポリマー抽出法、促進耐候性プロトコル、浸出およびインキュベーター試験仕様を含む信頼性の高い分析手法を利用して、製造、耐用年数、および耐用年数終了のライフサイクル段階におけるタイヤ添加剤の運命に影響を与える環境プロセスを定量的に評価できます。タイヤのライフサイクルにおける添加剤の運命に影響を与える主要なプロセスには、ゴム硬化中の化学変化、TRWP 生成中の物理的および化学的変化、TRWP の風化、浸出および堆積物の堆積中の非生物的および生物的変化が含まれます。これらのプロセスはライフサイクル中に蓄積され、タイヤ添加剤の浸出可能または環境的に利用可能な割合が決定されます。浸出可能画分は、土壌または堆積物（細孔および表面を覆う水を含む）に放出された TRWP から地表水に浸出する、トレッド内に配合されたタイヤ用化学添加剤の画分です。環境的に利用可能な画分は、上層水、間隙水、イソプロパノール抽出された沈殿物を含む水性媒体中の TRWP から生体アクセス可能な、トレッド内に配合されたタイヤ化学添加剤の画分です。
これらのガイドラインは、配合された機能性タイヤ添加剤の浸出性および環境的に利用可能な (または生体アクセス性) 部分を評価するための一般的な枠組みと考慮事項について説明しています。タイヤ化学物質の環境運命と輸送に関する知識は、水生生物に対する TRWP の毒性に関する将来の分析に役立ちます。このフレームワークは、他の複雑なマトリックスに束縛された消費者向け製品にも役立つ可能性があります。
Introduction
Tyres are complex consumer goods comprised of several reactive chemical additives that assist in the manufacture and function of the product. These formulated chemical additives are transformed by rubber curing processes during the manufacturing lifecycle stage. Subsequently, the remaining additives and transformation products are released from tyre tread during the service life (tyre use) stage as a component of tyre and road wear particles (TRWP), which are formed from the friction between a tyre and roadway surface (Kreider et al. 2010). TRWP contain tyre tread and pavement encrustations, and when released from tyre tread to soil and sediment ecosystems, are exposed to abiotic weathering and other environmental transformation processes. During the end-of-life stage, the additives and their transformation products in TRWP in soil or sediment have the potential to leach or become environmentally available (bioaccessible), and subsequently release into the surrounding ecosystem. As such, there is interest in studying the fate and transformations of tyre chemical additives from manufacture to the end-of-life in aquatic and sediment ecosystems (Unice et al. 2015).
Reliable analytical methods including polymer extraction methods accelerated weathering protocols, and leaching and incubator test specifications, are available to quantitatively assess the environmental processes affecting tyre additive fate in the manufacturing, service life, and end-of-life lifecycle stages. The key processes affecting the fate of additive chemicals during the lifecycle of a tyre include chemical transformations during rubber curing, physical and chemical changes during TRWP generation, abiotic and biotic transformations during TRWP weathering, leaching and sediment deposition. These processes cumulate during the lifecycle to determine the leachable or environmentally available fraction of tyre additive. The leachable fraction is the fraction of the formulated tyre chemical additive in the tread that is leached to surface water from TRWP released to soil or sediment, inclusive of pore and overlying water. The environmentally available fraction is the fraction of the formulated tyre chemical additive in the tread that is bioaccessible from TRWP in aqueous media, inclusive of overlying water, pore water and isopropanol extracted sediment.
These guidelines describe a general framework and considerations for the assessment of the leachable and environmentally available (or bioaccessibility) fraction of formulated functional tyre additives. Knowledge of the environmental fate and transport of tyre chemicals can assist in future analysis regarding the toxicity of TRWP to aquatic organisms. This framework may be useful for other complex, matrix-bound consumer products.